水文划分报告.doc

山西山西义义棠棠煤业有限责任公司煤业有限责任公司 矿井水文地质类型划分报告矿井水文地质类型划分报告 中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队 二二 O 一一年九月一一年九月 目 录 第一章第一章 矿井及井田概况矿井及井田概况 1 第一节 目的和任务 1 第二节 矿井 及井田 概况 2 第三节 自然地理 12 第二章第二章 以往地质和水文地质工作评述以往地质和水文地质工作评述 14 第一节 勘查期间的地质及水文地质工作 14 第二节 生产矿井地质及水文地质工作 16 第三章第三章 地质概况地质概况 17 第一节 地质 17 第二节 构 造 23 第四章第四章 区域水文地质区域水文地质 27 第一节 构 造 23 第二节 区域地下水的补 径 排条件 23 第五章第五章 矿井水文地质矿井水文地质 3232 第一节 井田边界及其水力性质 35 第二节 井田内主要含水层 35 第三节 井田内主要隔水层 35 第四节 含水层的补给 径流 排泄条件 35 第五节 矿井充水因素分析 36 第六节 周边矿井老窑水分析 43 第七节 矿井涌水状况 44 第六章第六章 水害影响及防治水工作难易程度水害影响及防治水工作难易程度 45 第一节 对矿井开采受水害影响程度的评价 45 第二节 矿井主要水害及防治措施 46 第三节 对矿井防治水工作难易程度的评价 47 第七章第七章 井田水文地质类型的划分井田水文地质类型的划分 48 第一节 矿井水文地质类型的划分 48 第二节 对防治水工作的建议 52 附 图 目 录 顺序号图号图 名比例尺 11 区域水文地质图 缺 22 地形地质及水文地质图 1 5000 33 矿井综合水文地层柱状图 1 200 44 矿井水文地质剖面图 1 2000 55 1 1 2 号煤层矿井充水性图 1 5000 65 2 9 10 号煤层矿井充水性图 1 5000 5 附 件 目 录 1 山西义棠煤业有限责任公司 采矿许可证 2 中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队资质 3 承诺书 4 委托书 6 第一章第一章 矿井及井田概况矿井及井田概况 第一节第一节 目的和任务目的和任务 一 目的 任务 山西义棠煤业有限责任公司系介休市国有股份制企业 根据山 西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发 2009 61 号 关于晋中市介休市煤矿企业兼并重组整合方案的批复 山西义棠煤业有限责任公司由原山西义棠煤业有限责任公司及原 山西介休东泉煤业有限公司重组整合而成 整合后企业仍为山西义 棠煤业有限责任公司 隶属于山西介休泰瑞煤炭资产经营有限公司 山西省国土资源厅 2009 年 11 月 24 日给山西义棠煤业有限责任 公司颁发的 采矿许可证 证号为 C140000200911122004801 井 田面积 17 7263m2 批准开采 1 号 15 号煤层 生产规模 180 万 t a 批采标高 699 99 至 99 99 m 为了全面了解掌握矿井水文地质条件 有效防止水害 并为制 定相应的治理措施达到安全生产提供依据 该矿委托中国建筑材料 工业地质勘探中心山西总队 编制完成 山西义棠煤业有限责任公 司矿井水文地质类型划分报告 第二节第二节 矿井矿井及井田概况及井田概况 一 矿井基本情况一 矿井基本情况 山西义棠煤业有限责任公司由原山西义棠煤业有限责任公司 原山西介休东泉煤业有限责任公司资源整合而成 7 1 原山西义棠煤业有限责任公司 山西义棠煤业有限责任公司是在原私人煤窑 公私合营 县地 方国营基础上逐渐发展为地方国有煤矿 1956 年公私合营 1957 年 即转为介休县地方国营义棠煤矿 1961 年收归晋中专署 易名为晋 中市义棠煤矿 2000 年经介休市政府及晋中市政府批准 改组为股 份制企业 2000 年 8 月 8 日更名为山西义棠煤业有限责任公司 该矿现使用的刘屯沟副斜井 为 1974 年建井 1982 年建成投 产 1983 年生产原煤 300Kt 达到设计能力 刘屯沟主井为双滚筒 箕斗提升 上组煤 610 水平大巷为电机车运输 煤矿建有 35 千伏 变电站一座 安有 1250 千伏安主变压器两台 矿井采用中央并列式 通风 为了扩大生产规模 1987 年开拓一对暗斜井向下组煤延伸 于 1988 年底见煤 下组煤水平大巷为 560 1991 年投资 326 万元 在完善下组煤运输 排水 供电等生产系统的基础上 又安装了暗 主斜井皮带提升系统 1992 年 投资 207 万元 装备了悬移支架工 作面 进行下组煤开采 1993 年 在上 下组煤之间打通一暗风井 从而使上 下组煤形成各自独立的通风系统 至 1995 年 6 月 经 32 个月努力 完成投资 200 万元 行人斜井竣工 同年又投资 280 5 万元 完成石门皮带巷 单体液压泵站 临时水仓 水泵房 以及猴车等配套工程 又投资 170 万元 完成了地面生产安全及配 套设施 为了适应煤炭市场的需求 提高企业在市场中的竞争能力 加快产业结构的调整 实现规模经营 2005 年 12 月 该公司委托 煤炭工业石家庄设计研究院编制了 山西义棠煤业有限责任公司扩 建工程初步设计 设计生产能力 1200Kt a 2006 年 2 月 6 日 山 西省煤炭工业局以晋煤办基发 2006 96 号文批准了该初步设计 根据该初步设计 在主 副斜井 行人斜井及回风立井 1 号 8 回风立井 的基础上新增了西翼回风立井 2 号回风立井 设计在 1 2 号煤层 联合开采 中布置了一个高档普采面 在 9 10 号煤 层 同时开采 中布置一个综采放顶煤工作面 2007 年 3 月 5 日至 2007 年 9 月 4 日进行联合试运转 矿井以 1200 Kt 的生产能力正式 投产 现井田内联合开采 1 2 号煤层和 9 10 号煤层 矿井开拓方式为斜井开拓 各井筒特征及用途如下 井 筒 特 征 表 表 1 1 井筒名称主斜井副斜井行人斜井1 号回风立井2 号回风立井 X4098603 8184098630 2184098640 7764097724 8984098513 571 井口坐标 54 北京坐标系 Y19573259 8919573216 0419573189 7919573008 5219569893 39 X4098555 0274098581 4274098591 9854097676 1074098464 78 井口坐标 80 西安坐标系 Y19573190 5819573146 7219573120 4719572939 2119569824 08 井口标高 m 765 749764 885765 395768 6871 883 井筒方位角 26 26 20 井筒倾角 25 25 20 90 90 井筒斜长 垂深 m 535395420254256 净宽 m 3 82 93 633 净断面积 m2 11 96810 57 067 06 用 途运煤及进风 进风 进料 出 矸 兼做矿井安全出 口 进风 运输人 员 兼做矿井安全 出口 下组煤回风井上组煤回风井 2 原山西介休东泉煤业有限公司 山西介休东泉煤业有限公司 属介休市白水村所办集体煤矿 位于本井田内西部 于 1986 年建井 1998 年正式投产 设计生产 能力 30kt a 2009 年 3 月 10 日由山西省国土资源厅发放的 采矿许 可证 证号 C1400002009031220008274 批采 1 2 号煤层 井田面 积为 2 083km2 生产规模 150kt a 2010 年底关闭 关闭前开采 1 2 号煤层 井底车场布置在 1 号煤层 运输大巷 9 总回风巷 1 号煤层底板布置 矿井集中运输大巷通过暗斜井布置在 2 号煤层中 集中回风巷布置在 1 号煤层 开拓方式为一对立井开 拓 主井垂深 300m 断面形状为圆形 直径 3 7m 净断面 10 75 km2 担负矿井的提煤 进风 兼安全出口等任务 副立井垂深 300m 断 面形状为圆形 直径 3 7m 净断面 10 75 km2 担负矿井的辅助提升 敷设管线 行人 回风 运材料 兼安全出口等任务 采煤方法为短壁式炮采 全部垮落法管理顶板 单体液压支柱 采用绞车提升 中央并列机械抽出式通风 为低瓦斯矿井 矿井正 常涌水量为 25 m3 d 最大为 35m3 d 井口坐标 54 北京坐标系 如下 主立井 X 4097711 536 Y 19567583 900 H 933 717 副立井 X 4097542 897 Y 19567451 400 H 947 313 二 井田周边小煤矿基本情况二 井田周边小煤矿基本情况 1 南沟煤矿 2007 年关闭 南沟煤矿属义棠镇和师东南村联办矿 面积 1 34km2 批准开采 1 2 9 10 11 号煤层 矿井设计能力 60kt a 该矿于 1974 年建 井 1976 年正式投产 现采 1 2 号煤层 煤厚 1 2m 左右 开拓方 式为竖井 主井采用 JD KW0 8 22KW 绞车提升 采煤方法为刀 柱式 木柱支护 井下采用矿车运输 顺槽采用刮板机运输 炮采 落煤 中央并列机械抽出式通风 低瓦斯矿井 矿井涌水量为 120 m3 d 该矿于 2007 年已关闭 立井内有积水 义棠煤业现有专人 24 小时排水 2 山西介休安益煤业有限公司 该矿由介休安益煤炭有限责任公司和山西欣隆煤业有限公司兼并 重组而成 面积 10 0433km2 批准开采 1 11 号煤层 矿井设计能力 10 900kt a 1 2 号煤层大部采空 现开采 9 10 号煤层 开拓方式为 斜井 立井混合开拓 采煤方法长壁式 高档普采 单体液压支柱 支护 采用大倾角强力皮带提升机提升 井下采用皮带机运输 顺 槽采用皮带机加刮板机输送 中央并列机械抽出式通风 低瓦斯矿 井 主副水仓有效容积 1000 m3 矿井正常涌水量为 80 m3 d 最大 涌水量 120 m3 d 采空区积水对义棠煤业生产有一定的影响 3 山西金晖万峰煤矿公司 孝义金达兴跃煤业有限公司两矿位 于井田北部 属吕梁地区孝义市管辖 全部为基建矿井 尚未投产 各矿均有完整的排水系统 在义棠煤业矿界北翼 500m 范围内无采 掘现象 并且两矿开采标高均低于义棠煤业的开采标高 对义棠煤 业生产影响较小 4 汾西矿业集团公司水峪煤矿宜兴区 水峪煤矿是山西汾西矿业 集团 有限责任公司所属国有大型煤炭 企业 位于本井田以西 井田面积 45 7 km2 设计生产能力 3000kt a 2006 年 1 月国土资源部批准原宜兴井田的一部分划归水 峪矿 采矿许可证号 1000000610005 采矿权人为汾西矿业集团有 限责任公司 与本井田相邻的区域为汾西矿业集团公司水峪煤矿宜 兴区 相邻区为实体煤 上述相邻的各矿与本矿之间目前未发现有越界开采现象 三 三 位置 范围及交通条件位置 范围及交通条件 一 井田范围 山西义棠煤业有限责任公司位于介休市西南义棠镇刘屯沟西北 角 东北距介休市 10km 行政区划属介休市义棠镇管辖 其地理坐 标 111 44 56 111 49 55 北纬 36 59 39 37 01 41 11 2008 年 10 月 30 日由原山西省煤炭工业局颁发的 煤炭生产许 可证 证号 201424021900 开采 1 2 9 10 煤层 2009 年 11 月 24 日由山西省国土资源厅核发的 采矿许可证 证号 C1400002009111220044801 井田范围由以下 13 个拐点连线圈定 表 1 1 1980 年西安坐标系1954 年北京坐标系 拐点号 XYXY 14098751 2019566680 674098800 0019566750 00 24098751 2119567480 684098800 0019567550 00 34099951 2119567480 674100000 0019567550 00 44099951 2319573680 694100000 0019573750 00 54099101 2319574030 704099150 0019574100 00 64097451 2219573630 704097500 0019573700 00 74097451 2119568930 694097500 0019569000 00 84097951 2119568930 694098000 0019569000 00 94097951 2119568430 684098000 0019568500 00 104097451 2019567480 684097500 0019567550 00 114097451 2019567480 684097500 0019567550 00 124096151 2019567480 694096200 0019567550 00 134096151 1919566680 684096200 0019566750 00 井田东西长 7 350km 西北宽 3 800 km 井田面积 17 7263 km2 12 批准开采 1 11 号煤层 生产规模 1800kt a 批采标高 699 99m 三 交通条件 该井田位于介休市西南义棠镇汾河西 400m 的刘屯沟内 东距义 棠镇 3 1km 东北距介休市 10km 井田公路与介汾公路 大运路相 连 井田铁路专用线 3 4km 与南同蒲铁路介西支线万安车站接轨 交通方便 见交通位置图 1 1 13 第三节第三节 自然地理自然地理 一 形与地貌地 本井田地处吕梁山东麓紧临太原盆地的山前丘陵地带 井田位 于汾河西岸 地形复杂 冲沟发育 较大沟谷均有基岩出露 两岸 形成较陡的 V 字型谷 溪流沿沟谷汇入汾河 山顶黄土覆盖形成 梁 垣 峁等特征的黄土地貌 整体地势西高东低 西南高东北低 最高点位于井田西南部 标高 1082 9m 最低点位于井田东部 标高 744 1m 相对高差 338 8m 二 河流水系 井田由西向东发育有南尾沟 刘王爷沟 要里沟 钦屯沟 莲花 沟 瓦窑沟 石盈沟 条石沟 灰沟 正沟 西部沟谷多由南西向 北东 东部沟谷大致由西向东 各沟谷平时干涸 仅在雨季沟谷汇 集降水向北东或东流出 排向汾河 并且很快排干 井田内西北部 边缘有一高仁水库 夏季汇集雨水 库容量 0 5 万 m3 冬季水库水 量很少 井田水系隶属黄河流域汾河水系 井田东临汾河 河床在南庙沟口标高 725m 在西渡镇西标高 717m 其坡度为 1 6 河谷宽窄不一 该区以义棠一带最宽 谷 底宽度 400 余米 最下游灵石一带 由于组成岩层坚硬 造成狭窄 的河谷 汾河在义棠至两渡一带具有河漫滩河谷之特征 河床蛇曲 于河漫滩中 据山西省水利局灵石水文站 1954 年观测资料 历史最 大流量达 2058m3 s 1954 年 9 月 4 日 最小流量 0 001m3 s 1954 年 4 月 13 日 在井田之东的北师屯一带 最高供水位 732m 对本井田无影响 14 近年来 汾河水流量偏小 由于上游用水量大 汾河经常断流 断流甚至连续几个月 三 气象 本区属于暖温带大陆性半干旱季风气候 冬寒夏暖 春季多风 秋季凉爽 四季分明 年平均最高气温 17 1 年平均最低气温 5 5 年平均气温 11 七月份最高气温为 38 1 月份最低气 温为 24 5 年平均降水量 550mm 平均风速为 2 2m s 最大积雪 厚度 50cm 降水主要集中在 7 8 9 三个月内 年主导风向为西北 风 冬季多为西北 西风 夏季多为东风 东南风 春季风大 夏 季风较小 一般风力 3 4 级 冻结期一般始于 10 月下旬 终于次年 3 月上旬 最长冻结期可达 170 余日 最大冻土深度 93cm 年平均 初霜期为 10 月上旬 终霜期为第二年 4 月中旬 全年无霜期 170 日 左右 四 地震 根据中华人民共和国标准 GB18306 2001 中国地震动峰加速 度区划图 井田所属地区的地震基本烈度为 度 地震动峰值加速 度分区为 0 20g 第二章第二章 以往地质和水文地质工作评述以往地质和水文地质工作评述 第一节第一节 勘查期间的水文地质工作勘查期间的水文地质工作 本区勘探工作始于 1953 年 53 年至 54 年的地质工作 主要为 地质调查和普查勘探 水文地质工作开展相对较少 1955 年 3 月 8 日至 1956 年 6 月 15 日 地质部华北地质局 212 勘探队在介休县师屯井田进行煤田地质勘探工作 该勘探区面积约 15 12 10km2 施工钻孔 33 个 总进尺 12362 66m 研究程度为精查 提交有 山西省介休县义棠镇师屯井田煤田地质勘探报告 1957 年 5 月 9 日 全国储量委员会审查批准 决议书编号第 121 号 义 棠煤业井口位于师屯井田勘探区东部 井田内共有 32 个钻孔 井田 外 1 个 其中 17 个钻孔终孔于奥陶系峰峰组 13 个钻孔终孔于太 原组 3 个钻孔终孔于山西组 本井田水文地质条件评价 主要利 用了该精查勘探中的师 6 3 师 8 3 师 201 师 3 2 等 4 个钻孔水 文试验资料 虽然近年来 陆续有地质单位在该井田或涉及该井田的区域进 行过地质勘探 但水文地质工作开展相对较少 可利用成果不多 但以往地质勘查工作对可采煤层 煤层厚度 埋深 顶底板岩性特 征等 研究程度较高 不断积累 为矿山建设 设计 开采提供了 主要依据 第二节第二节 生产矿井水文地质工作生产矿井水文地质工作 该矿自建井以来 配合生产开拓 其矿井地质与矿井水文地质 工作也在不断地进行着 其中主要的水文地质工作 就是对该矿对 井下涌水情况 出水点 出水量 导水构造进行了观察和分析 根据本矿提供的有关数据 该矿现开采 1 2 号煤层 矿井正常 涌水量一般为 80m3 d 最大达到 160m3 d 9 10 号煤层矿井正常涌 水量一般为 100m3 d 最大达到 160m3 d 随时注意观察涌水量变化 情况及时向地面抽排 以保证井下安全生产 2010 年 10 月 由山西地宝能源有限公司工程技术人员会同矿 方工程技术人员一同下井对井下 1 2 号煤和 9 10 号煤层矿井涌水 量进行了调查测量 涌水点涌水量采用三角堰测试 同时 对井 16 下采空区积水进行了调查 估算了采空区积水量 第三章第三章 地质概况地质概况 第一节第一节 地质地质 一 井田地层 井田内大面积黄土覆盖 冲沟中的基岩皆为二叠系上统上石盒 子组 根据钻孔揭露 地层由老至新现分述如下 一 奥陶系中统峰峰组 O2f 为含煤地层之基底 井田内有 20 个钻孔揭露奥灰顶面 16 个 钻孔对奥灰最多钻进 2m 即停止钻进 仅 4 个孔钻进奥灰 25m 岩性 主要为深灰色厚层石灰岩 顶部裂隙中有黄铁矿小晶体 据区域资 料 距侵蚀面下 60m 左右见有扁豆状石膏层 2 3 层 形成稳定的石 膏带 石膏质软 未经风化者呈浅灰色 外表与灰岩相似 风化后 多呈白色或灰白色 本组厚度约 100m 左右 二 石炭系中统本溪组 C2b 平行不整合于峰峰组灰岩之上 底部为铝土泥岩 即 G 层铝土 泥岩 直接覆盖于奥陶系风化接触面上 多为灰色或深灰色 质地 较坚 结构致密 具鲕状结构 层位稳定 之上为深灰色泥岩 深 灰或褐灰色海相灰岩以及灰色泥岩 深灰色砂质泥岩 含有海相动 植物化石 该组厚度为 3 25 12 33m 平均 8 32m 三 石炭系上统太原组 C3t 本组为一套具明显沉积旋回的海陆交互相含煤建造 为本区主 要含煤地层之一 主要由灰黑色砂质泥岩 泥岩 灰色砂岩 煤层 和 3 4 层石灰岩组成 石灰岩厚度大 层位稳定 是区域地层对比 17 的良好标志 含煤层 6 10 层 其中 9 号 10 号和 11 号煤层全区 稳定可采 5 号煤层为局部可采煤层 该组连续沉积于本溪组之上 厚度为 80 50 118 20m 平均 97 65m 四 二叠系下统山西组 P1s 连续沉积于太原组之上 为内陆湖沼沉积的含煤建造 也是本 区主要含煤地层之一 岩性由深灰 灰黑色泥岩 砂质泥岩 砂岩 及煤层组成 含煤 4 9 层 其中 1 号 2 号煤层为基本全区可采 其余煤层不可采 本组厚 39 80 60 77m 平均 48 91m 五 二叠系下统下石盒子组 P1x 该组自 K8 K10砂岩底 为一套陆相沉积 自下而上分为两段 下部岩性以灰色 深灰色 黄绿色泥岩 砂质泥岩及灰细粒砂 岩为主 下部偶有薄煤层或煤线存在 但均不可采 无经济价值 底部 K8砂岩常见为灰白色粗粒砂岩 常夹有砂质泥岩或薄层砂岩与 砂质泥岩互层 局部相变为砂质泥岩 上部岩性以灰绿色砂岩 灰绿色泥岩及浅灰色砂质泥岩为主 夹 1 3 层铝土泥岩 顶部偶夹紫色泥岩 K9砂岩为灰绿色细至中粒 砂岩 偶夹砂质泥岩 本层砂岩厚度变化较大 有时尖灭 井田内本组厚度 70 52 86 34m 平均 78 18m 与下伏山西组 呈整合接触 六 二叠系上统上石盒子组 P2s 本组在井田内出露不全 由地表露头及钻孔资料 在井田内仅 残留下段和中部 下段 岩性以灰绿色 黄绿色泥岩 砂质泥岩 砂岩及紫色泥 岩为主 夹数层铝土泥岩 厚度约 226 25 250 90m 平均厚度 238 58m 其底界砂岩 K10 为灰绿色 浅灰色或灰白色细至中粒厚 18 层砂岩 时而中夹砂质泥岩 石英 长石为主要矿物 胶结物为钙 质及黄色 黄绿色硅铝质 风化后多为灰黄色 本砂岩层位稳定 一般厚 3 15m 最薄者仅见 0 6m 最厚者可达 19m 与下石盒子组 连续沉积 中段 在井田内西北部南尾沟中有出露 主要由紫色泥岩 黄 绿色泥岩 黄色泥岩 铝土泥岩及黄绿色砂质泥岩 砂岩组成 砂 岩之上常有具标志性的紫色或咖啡色 灰紫色且具铁锰质鲕状结构 之泥岩或杂色铝土质泥岩 杂色鲕状泥岩等 本段最大残留厚度 46 14m 师 3 6 号钻孔中 七 上第三系上新统 N2 区内冲沟内出露 岩性由棕红 红色 红黄色及灰褐色粘土 亚粘土夹钙质结核 厚度 0 24 10m 平均 10 00m 八 第四系中上更新统 Q2 3 区内广泛分布 上更新统岩性为灰黄色亚砂土 疏松 具大孔 隙 垂直节理发育 常形成独特的黄土地貌 中更新统为灰褐色 棕红色古土壤层 厚度为 0 79 55m 平均 39 87m 九 第四系全新统 Q4 区内东部沟谷中有沉积 为近代冲 洪积层 由砂 卵砾层组 成 厚度为 0 10 00m 一般 5 00m 二 含煤地层 井田内含煤地层包括石炭系中统本溪组 上统太原组 二叠系 下统山西组及下石盒子组 可采煤层均赋存于太原组和山西组地层 中 本溪组与下石盒子组所含煤层均为不稳定不可采的薄煤层或煤 线 太原组和山西组为井田内主要含煤地层 地层平均总厚度为 19 137 34m 含煤层和煤线 19 层 煤层平均总厚度 13 25m 含煤系数 9 64 现将主要含煤地层太原组和山西组分述如下 1 太原组 下组煤 太原组是霍西煤田及本井田主要的含煤地层之一 俗称下组煤 属海陆交互相碎屑岩及碳酸盐建造 表现为多个砂岩 砂质泥岩 泥岩 石灰岩或砂岩 砂质泥岩 泥岩的沉积旋回 沉积韵律明显 其中含煤 11 层 平均厚度 9 91m 地层平均厚度 89 64m 含煤系数 11 05 地层厚度变化在 73 57 112 08m 之间 标志层和可采煤层 稳定 易于对比 1 下段 C3t1 岩性为砂岩 粉 砂质泥岩 泥岩 底部 为 K1砂岩 中 细粒结构 顶部为 9 号煤层 平均厚度 1 32m 直 接顶为 K2石灰岩 其下为 10 号及 11 煤层 二煤层合并为一层 平 均厚度达 6 65m 11 号煤层之下常发育一薄煤层 不可采 本段厚 度 20 17 45 81m 平均厚度 27 69m 2 中段 C3t2 含三层石灰岩 K2 K3 K4 石灰岩为灰 深 灰色 坚硬 性脆 节理发育 含动物化石 并夹有燧石条带或结 核 三层石灰岩自下而上分别为 K2 四节石灰岩 K3 钱石灰岩 K4 猴石灰岩 间夹泥岩 少量砂岩 粉 砂质泥岩和煤层 7 号 7下号煤层位于 K4和 K3石灰岩之间 直接顶以泥岩为主 不稳定 不可采 本段厚度 36 03 46 52m 平均 41 43m 3 上段 C3t2 岩性为深灰色泥岩 灰色砂岩夹煤层 其中 6 号煤层位于本段中部 井田内厚 0 1070m 平均厚 0 69m 工作 区内大部分可采 6上号煤层位于本段顶部 不稳定 不可采 本段 厚度 17 37 30 65m 平均厚度 25 16m 2 山西组 上组煤 20 山西组是井田主要的含煤地层之一 俗称上含煤组 属海陆交 互相 滨海沼泽相沉积 井田内该含煤层组共含煤层及煤线 8 层 其中 1 2 号煤层为稳定大部可采和可采煤层 其他煤层不稳定不可 采 地层平均厚度 47 70m 煤层平均厚度 3 34m 含煤系数 7 00 三 可采煤层 井田内全区可采和大部可采煤层自上而下有 1 2 9 10 11 号煤层 共计 5 层 现根据本次补充勘探和工作区已往钻孔资料 将各可采煤层分述如下 1 1 号煤层 赋存于山西组上部 工作区东部缺失 师 9 4 号钻孔以东部分 临界可采工作区内其余地段可采 工作区内煤层厚 0 1 03m 平均 0 51m 可采部分煤层厚度 0 79 1 03m 平均厚度 0 75m 顶板为 泥岩 细粒砂岩 平均厚度 3 80m 底板为泥岩 砂质泥岩 平均 厚 4 64m 变化无规律 下与 2 号煤层 3 14 7 45m 平均间距 5 11m 2 2 号煤层 赋存于山西组中部 工作区内为稳定大部可采煤层 层位稳定 厚度有一定变化 工作区及其附件厚度 0 47 2 45m 平均厚度 1 32m 局部含 1 2 层夹矸 工作区内大部可采 厚度 0 63 1 395m 平均厚 1 32m 煤层顶板为砂质泥岩 砂岩 平均 厚 4 17m 变化无规律 底板为泥岩 砂岩 平均厚 2 76m 变化无 规律 下距 6 号煤层 32 79 39 30m 平均间距 34 91m 3 9 号煤层 赋存于太原组下段顶部 煤层厚度及层位稳定 工作区附近厚 21 度在 1 04 1 855m 之间 平均厚度 1 325m 为稳定全区可采煤层 煤层结构简单 不含夹矸 煤层顶板为石灰岩 平均厚 8 06m 变 化无规律 其下于 10 号煤层以一层泥岩相隔 泥岩厚 0 18 2 15m 平均厚 0 93m 变化无规律 4 10 号 11 号煤层 赋存于太原组下段上部 工作区附近厚度 5 14 7 62m 平均 厚度为 6 65m 为稳定全区可采煤层 煤层结构较复杂 含 3 6 层 夹矸 岩性为泥岩 煤层顶部为泥岩 平均厚 0 93m 变化无规律 底板为泥岩 铝质泥岩 第二节第二节 构构 造造 霍西煤田汾孝矿区位于吕梁复式背斜与霍山背斜之间的向斜地 带 区内构造以波浪状的褶曲为主 区域东南部断裂构造较发育 主要轴向为 NNE 向 属新华夏系 本区位于汾孝矿区东南部边缘 地层总体为一走向东西向 倾 向北的单斜构造 地层倾角中西部较平缓 倾角在 5 15 之间 东北角倾角较大 达 18 左右 在此基础上发育有 NNE 向及 NE 向 断层 个别断层走向为北西向 共发现有 17 条落差大于 5m 的正断 层 断层落差最大的为 40m 断层倾角在 45 86 之间 详见井田 构造纲要图 图 3 1 现将井田内落差大于 5m 的正断层分述如下 详见断层统计表 3 1 1 F1正断层 该断层位于井田东南部 断层走向为北北东 倾向北西西 倾 角 75 落差 12m 井田内延伸长度 500m 在师 202 号钻孔中 1 号 煤层断失 2 号煤层井下巷道发现此断层 22 2 F2正断层 位于井田的东南 F1正断层的西侧 为沿石条沟方向的一条正 断层 该断层走向北东 倾向南东 倾角 65 落差 10m 在师 3 2 孔 师 2 4 孔附近井下巷道发现 并在师 3 2 号钻孔 9 号煤层断 失 井田内延伸长度 1700m 3 F3正断层 位于井田东部 走向北北东 倾向北西西 倾角 75 落差在 师 3 4 号钻孔最大 为 40m 井田内延伸长度 2050m 井下采掘巷道 发现 并在师 3 6 师 3 4 钻孔地层断失 4 F4正断层 该断层位于井田东部 与 F3正断层南部相交 走向北东 倾向 南东 倾角 45 落差 20m 井田内延伸长度 1600m 此断层在井 下大巷及采掘巷道发现 5 F5正断层 位于井田中部 师 4 3 师 4 4 号钻孔一带 走向北北西 倾 向南南西 倾角 86 落差 15m 井下巷道及采掘发现 井田内延 伸长度 1420m 6 F6正断层 位于井田中部 师 401 师 5 2 号钻孔一带 走向北东 倾向 北西 倾角 66 落差 8m 井田内延伸长度 620m 井下采掘巷道 发现 7 F7正断层 位于井田南部师 701 师 6 2 师 5 3 孔一带 断层走向北东 倾向南东 倾角 54 落差 25m 井田内延伸长度 2450m 井下采 掘巷道发现 并在师 6 2 钻孔 9 10 11 号煤层断失 23 8 F8正断层 位于井田北部 走向北东 倾向北西 倾角 54 落差 20m 井田内延伸长度 1500m 井下采掘巷道发现 9 F9正断层 位于井田北部 义 3 号钻孔东侧 走向北东 倾向北西 倾角 45 落差 18m 井田内延伸长度 900m 井下采掘巷道发现 10 F10正断层 位于井田西部 走向南北转北东 倾向西转北西 倾角 65 落差 8m 井田内延伸长度 700m 由东泉煤业 1 号煤层井下采掘巷道 发现 11 F11正断层 位于井田西南部 F10正断层南部 走向北西 倾向南西 倾角 70 落差 5m 井田内延伸长度 850m 由东泉煤业 1 号煤层井下采 掘巷道发现 12 F12正断层 位于井田北部 F8断层南 走向东西 倾向南 倾角 45 落 差 8m 井田内延伸长度 200m 井下采掘巷道发现 13 F13正断层 位于井田北部 要里沟与钦屯沟之间 走向北北西 倾向南西 西 倾角 45 落差 8m 井田内延伸长度 250m 井下采掘巷道发 现 14 F14正断层 位于井田南部 F7断层南 走向北东 倾向北西 倾角 64 落差 8 9m 井田内延伸长度 400m 井下采掘巷道发现 15 F15正断层 24 位于井田东南部 F2断层西北 走向北东 倾向南东 倾角 65 落差 5m 井田内延伸长度 350m 井下采掘巷道发现 并在师 3 2 钻孔地层及 7 号煤层断失 16 F16正断层 位于井田西北部 走向北东 倾向北西 倾角 70 落差 8m 井田内延伸长度 550m 师 9 4 钻孔地层断失 17 F17正断层 位于井田北部 师 8 5 钻孔东侧 义 3 钻孔北侧 走向北东 倾向北西 倾角 45 落差 26m 井田内延伸长度 600m 井下采掘 巷道发现 总之 井田为一单斜构造 地层平缓 地层倾角 5 15 仅 井田东北局部地层倾角达 18 井田内断层虽较发育 但大多已由 井下采掘控制 一个陷落柱 对井田煤层开采有一定影响 井田内 无岩浆岩侵入现象 确定井田构造类型为中等 断 层 统 计 表 表 3 1 序号 断层 性质 走向倾向倾角 落差 m 井田内 延伸长 度 m 控制程度位置 1F1 正 NNENWW75 12500 井下巷道及师 202 钻 孔 1 号煤层断失 井田东南角 2F2 正 NESE65 101700 井下巷道及师 3 2 钻 孔 9 号煤层断失 井田东南 3F3 正 NNENWW75 402050 井下巷道及师 3 6 师 3 4 钻孔地层断失 井田东部 4F4 正 NESE45 201600 井下巷道井田东部 5F5 正 NNWSSW86 151420 井下巷道井田中部 6F6 正 NENW66 8620 井下巷道井田中部 7F7 正 NESE54 252450 井下巷道及师 6 2 钻 孔 9 10 11 号煤层 断失 井田中南部 8F8 正 NENW54 201500 井下巷道井田北部 9F9 正 NENW45 18900 井下巷道井田北部 10F10 正 SN NEW NW65 8700 井下巷道井田西部 11F11 正 NWSW70 5850 井下巷道井田西部 12F12 正 EWS45 8200 井下巷道 井田北部 F8 断层南 25 13F13 正 NNWSWW45 8250 井下巷道 井田南部 F7 断层北 14F14 正 NENW64 8 9400 井下巷道 井田南部 F7 断层南 15F15 正 NESE65 5350 井下巷道及师 3 2 钻 孔地层及 7 号煤层断 失 井田东南 F2 断层西北 16F16 正 NENW70 8550 师 9 4 钻孔地层断失井田西北部 17F17 正 NENW45 26600 井下巷道 井田北部 师 8 5 钻孔 东侧 第四章第四章 区域水文地质区域水文地质 第一节第一节 区域水文地质区域水文地质 按照水文地质单元本井田位于郭庄泉域东部边缘 详见图 4 1 郭庄泉域地质略图 为径流区 郭庄泉位于霍州市南约 7km 处的郭庄至东湾村一带汾河河谷中 大部分出露于河漫滩上 泉群南北长 1 2km 东西宽约 0 4 0 5km 面积约 0 5km2 计有大小泉点 60 多个 以散泉的形式 分布于汾河河谷及冲积层岸边 泉水出露标高为 516 521m 1956 1975 年平均流量为 8 36m3 s 最大约为 10m3 s 1964 年 最小约为 6 8m3 s 1975 年 1974 年霍州电厂 建成投产后 在泉口开发利用岩溶水和泉域内开采井增多 人为活 动及降水量减少等原因 1985 1995 年泉水平均流量约 6 3m3 s 1999 年泉水流量降至 2 83m3 s 2001 2003 年平均流量 为 2 12 m3 s 据有关部门于 2005 年 4 月 24 日现场调查 泉水流量 仅为 20L s 26 图 4 1 郭庄泉域地质略图 27 郭庄泉域西以紫荆山大断层和吕梁山前寒武系地表分水岭为界 东以汾介大断层和霍山大断层为界 北以汾西向斜翘起端 吕梁南 馒头山 将军山前寒武系古老变质岩和地表分水岭为界 南以下团 柏断层和万安断层为界 泉域面积 5600km2 其中碳酸盐岩裸露面积 1326km2 该泉域内主要含水地层有奥陶系石灰岩含水层组 太原组岩溶 裂隙含水层组 山西组砂岩裂隙含水层组 上 下石盒子组砂岩裂 隙含水层及第四系松散层含水层 该泉域断裂十分发育 近东西向 近南北向 北东向和北北东 向断层相互切割 小断层密集 水文地质条件十分复杂 一 水系一 水系 区域内没有较大的地表积水 汾河是最大河流 其余水系均属 季节性汾河支流 区域内汾河河床于南庙沟口海拔约 725m 两渡镇西标高约 717m 其坡度千分之一点六 河床宽窄不一 义棠一带最宽 约 400m 下游灵石一带狭窄 义棠至两渡一带具有河漫滩河谷之特征 河床蛇曲于河漫滩之中 据资料统计 汾河全年最大流量为 8 9 月 约 500 1000m3 s 最高可达 2058m3 s 1954 年 9 月 4 日 最小流 量为 4 月 约 5 10m3 s 最低仅达 0 001m3 s 1954 年 4 月 13 日 汾河两岸冲沟发育 一般为多头冲沟 呈 V 形谷 沟口较宽 坡度 较缓 堆积有冲洪积层 沟里较窄 沟底无沉积 坡度较陡 纵向 上呈阶梯状 具峡谷特征 平时为干谷 雨季为排洪通道 洪水注 入汾河 二 含水层及其特征 区域含水层主要有孔隙含水层 砂岩裂隙含水层以及岩溶裂隙 28 含水层 1 第四系孔隙含水层 赋存于第四系未胶结的冲积洪积层中 分布于汾河河谷及其它 较宽阔的支流河谷中 一般为细粒砂质粘土 粉砂 细砂所组成 期间夹透镜状之粗粒砂层或砾石层 其厚度不稳定 潜水水位一般 距地表 2 20m 不等 第四系黄土中下部有一层砾石层 局部有下降 泉水生成 流量很小 约 0 01L s 2 砂岩裂隙含水岩组 二叠系上石盒子组 下石盒子组及山西组含有数层层位稳定 厚度较大的细粒砂岩 常与砂质泥岩 泥岩构成互层 上下石盒子 组地层总厚 300 400m 砂岩含水层厚度 15 25m 1956 年 212 勘 探队在该区勘探时抽水实验 该含水层单位涌水量为 0 002 0 09L s m 含水层富水性弱 3 太原组石灰岩岩溶裂隙含水岩组 含有稳定的三层石灰岩 K2 K3 K4 厚 3 10m 为区域内透 水层或弱含水层 出露于义棠以南的桑坪峪附近及两渡以南 其余 均埋藏于地下 100 400m 不等 相当标高 750 300m 据区域水文 地质资料 单位涌水量 0 0657 1 734 L s m 渗透系数为 0 1477 6 92m d 含水层富水性弱 强 4 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水岩组 区域内出露厚约 100m 左右 为石灰岩 石膏与薄层泥灰岩组成 据区域水文地质资料 奥陶系石灰岩含水层静止水位标高为 516 680m 单位涌水量 0 000436 0 14 L s m 渗透系数为 0 0021 0 3306m d 含水层富水性弱 中等 三 隔水层 29 1 本溪组隔水层 分布于主要煤系地层之下 岩性以泥岩 铝 土质泥岩和少量泥灰岩为主 平均厚度 50m 左右 位于底部奥灰溶 裂隙含水层和上部煤系砂岩裂隙含水层之间 起到相当程度的隔水 作用 2 太原阻隔水层 主要由具有可塑性泥岩 砂质泥岩组成 各 层砂岩及石灰岩分布 一般厚 2 0m 至数米不等 可起到良好的层间 隔水作用 第二节第二节 区域地下水的补 径 排条件区域地下水的补 径 排条件 一 区域地下水的补给 径流 排泄 1 岩溶地下水的补 径 排条件 区域岩溶水属郭庄泉域水文地质单元 本区岩溶地下水的补给 以降水直接入渗及河川径流集中渗漏补给为主 降水入渗主要在向 斜两翼 特别是西翼 大面积碳酸盐岩裸露区 河川渗漏以向斜轴 部汾河流经地段为主 另外松散岩类孔隙水和其他含水层地下水 通过构造通道等向深部越流 也是岩溶地下水的补给来源之一 岩溶地下水接受补给后 有北西向南东 水力坡度平均约 9 北北西 南南东向 水力坡度平均约 8 运动 最终排向 郭庄泉域 该区水力坡度平缓 说明径流畅通 岩溶发育 并存在 北西 南东及近南北向的强径流带 近些年来 由于工农业用水 的不断增加 因而人工开采也成为岩溶地下水的重要排泄方式之一 该区断层发育 将奥陶岩溶含水层与石炭系层间岩溶含水层沟 通 成为煤矿涌水的主要水源 此外 该区陷落柱十分密集 每平 方公里多达 34 7 个 也是矿井突水的隐患 2 碎屑岩裂隙地下水的补 径 排条件 30 大气降水的垂直入渗是碎屑岩砂岩裂隙地下水的主要补给来源 另外通过构造通道 也可接受其它含水层的补给 含水岩组内各个 含水层相对呈层状 水力联系较弱 各具不同的水位 地下水一般 沿地层倾斜方向运动 在径流过程中 因沟谷切割受阻 常以泉的 形式排出地表 3 松散岩类孔隙地下水的补 径 排条件 松散岩类孔隙含水层地下水的来源主要是大气降水和地表水的 的入渗补给 局部与基岩裂隙水有互补现象 径流方向与地表水的 径流方向基本一致 其排泄方式除排向地表河流外 主要是人工开 采 在奥陶系灰岩裸露区 往往下渗补给深层岩溶水 水位收季节 影响变化较大 雨季水位较高 旱季水位较低 第五章第五章 矿井水文地质矿井水文地质 第一节第一节 井田边界及其水力性质井田边界及其水力性质 本矿井田边界为人为划分边界 井田东南与南沟煤矿相邻 南 部与山西介休安益煤业有限公司相邻 北部与山西金晖万峰煤矿公 司相邻 西北角与孝义金达兴跃煤业有限公司相邻 西部与汾西集团 水峪煤矿宜兴规划区相邻 见四邻矿相关位置示意图 图 5 1 根据以往资料 本井田各含水层 均为层流补给 沿倾向方向 顺层向北径流 据调查 垂向上越流补给 主要为上部邻近含水层 且发生在断裂构造发育地带 31 第二节第二节 井田内主要含水层井田内主要含水层 一 含水层 根据已获得的水文地质资料 潜水含水层 孔隙裂隙含水层以 及岩溶裂隙含水层为井田内主要含水层 1 第四系松散层孔隙含水层 赋存于第四系冲积洪积层内 含水层由砂粒组成 间夹淤积粘 土 据井田东侧西刘屯村机井水资料 埋藏深度 3 11m 水位标高 717 54 724 99m 井深 100m 每天抽水量为 200m3 含水层富水性 弱 2 二叠系上 下石盒子组砂岩裂隙含水岩组 上石盒子组含砂岩 5 6 层 厚度变化不定 一般 5 15m 下 石盒子组厚 70 52 86 34m 含砂岩两层 即 K8 K9砂岩 K8砂岩 厚 1 50 16 12m K9砂岩不稳定 厚 0 22m 据师 6 3 孔抽水试 验结果 单位涌水量 0 065 L s m 渗透系数为 0 00001m d 属弱 富水性含水层 3 山西组砂岩裂隙含水岩组 山西组厚 40 60m 含不稳定砂岩 4 5 层 其中以 K7砂岩较稳 定 厚一般 0 16 2m 据师 6 3 师 8 3 对山西组进行单独抽水 试验 水位标高 600 26 618 57m 渗透系数 0 0001 0 0207m d 单位涌水量 0 00779 0 0307 L s m 属弱富水性含水层 4 太原组石灰岩岩溶裂隙含水岩组 太原组含三层稳定的石灰岩 即 K2 K3 K4石灰岩 K4灰岩厚 4m 左右 据井田师 201 孔资料 静止水位标高 732 925m 单位涌水 量为 0 00037 L s m 渗透系数 0 0046m d K3灰岩厚 4 6m 师 201 孔注水试验测得静止水位标高 554 315m 渗透系数 32 0 021 1 704m d 师 3 2 孔该层无水位 故实为干岩层 经注水试 验求得 渗透系数 0 021m d K2灰岩厚 2 3 10m 师 201 孔注水试 验测得静止水位标高 553 32m 渗透系数 0 01 3 123m d K2灰岩 实为透水之干岩层 因所测静止水位低于灰岩底板 9 74m 整个太原组 经师 8 3 孔注水试验求得 渗透系数为 0 149m d 水位标高 600 660m 单位涌水量 0 000135 0 444 L s m 属富水性弱 中等含水层 4 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水岩组 井田内地表未出露 勘探时钻孔仅钻进 2m 即停钻 仅水文孔钻 进 25m 经注水试验 求得渗透系数为 0 002 0 383m d 标高为 560m 此水位为峰峰组上部含水层水位 据井田内 560 水平奥陶系石灰岩水文观测孔 下组煤 560 水 平车场位置 坐标 X 4098080 50 Y 19572362 20 H 560 资料 施工单位 北京中煤三扬科技有限责任公司 施工日期 2009 年 4 月 9 日 2009 年 5 月 24 日 孔深 333m 揭露灰岩 312m 水量 80m3 h 岩性以浅灰色 灰色巨厚层状石灰岩为主 局部为薄层状 硅质灰岩及泥灰岩 在孔深 195m 216m 位置发现有漏水现象 测得 奥灰水水位标高为 530m 为峰峰组和马家沟组灰岩含水层水位标高